FR3038205A1 - DEVICE FOR THE DRY METHANIZATION OF ORGANIC MATTER COMPRISING MANURE - Google Patents
DEVICE FOR THE DRY METHANIZATION OF ORGANIC MATTER COMPRISING MANURE Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif (1) pour la méthanisation par voie sèche de matière organique (2) comprenant du fumier. Le dispositif comprend au moins un digesteur (3) comprenant au moins une zone de collecte et d'alimentation (4) de la matière organique (2) à digérer, un couloir de digestion (5) ayant une zone de génération de gaz (11) et une zone de collecte du gaz (12) disposée au-dessus de la zone de génération du gaz (11). Le digesteur comprend en outre une zone d'évacuation et de stockage tampon (7) de la matière organique digérée (9) en liaison avec le couloir de digestion.The present invention relates to a device (1) for the dry anaerobic digestion of organic material (2) comprising manure. The device comprises at least one digester (3) comprising at least one collection and feeding zone (4) of the organic material (2) to be digested, a digestion lane (5) having a gas generation zone (11). ) and a gas collection zone (12) disposed above the gas generation zone (11). The digester further comprises an evacuation and buffer storage area (7) of the digested organic matter (9) in connection with the digestion corridor.
Description
La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs de méthanisation par voie sèche de matières organiques, ainsi que les procédés de méthanisation par voie sèche mettant en œuvre lesdits dispositifs.The present invention relates to the technical field of dry methanation devices for organic materials, as well as dry methanation processes using said devices.
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
La méthanisation est une transformation de la matière organique qui permet la production de biogaz et de digestat. La valorisation du biogaz permet d'obtenir de l'électricité, de la chaleur, du biométhane, utilisé par exemple comme carburant. La méthanisation permet également la production de digestats valorisables pouvant par exemple être utilisés comme fertilisants et ainsi être épandus.Anaerobic digestion is a transformation of organic matter that allows the production of biogas and digestate. The valorization of the biogas makes it possible to obtain electricity, heat, biomethane, used for example as fuel. Anaerobic digestion also makes it possible to produce valuable digestate that can be used as fertilizer and thus be spread.
La méthanisation est un processus naturel de recyclage de la matière organique fermentescible, dans un milieu sans oxygène (anaérobie), due à l'action de nombreux microorganismes qui transforment la matière organique en biogaz et en digestat. La méthanisation comprend quatre grandes étapes : l'hydrolyse, l'acidogénèse, l'acétogénèse et la méthanogénèse. La méthanisation conduit à la production d'un gaz, appelé biogaz, comprenant entre 40% et 70% de méthane (CH4) et 30% et 50% de dioxyde de carbone, qui est valorisable sous forme d'énergie en électricité grâce à un moteur de cogénération, en chaleur, en biocarburant ou qui peut être injecté dans le réseau de gaz naturel après une étape de purification devenant alors du biométhane.Methanation is a natural process of recycling fermentable organic matter in an oxygen-free environment (anaerobic), due to the action of many microorganisms that transform organic matter into biogas and digestate. Methanation consists of four main stages: hydrolysis, acidogenesis, acetogenesis and methanogenesis. Methanization leads to the production of a gas, called biogas, comprising between 40% and 70% of methane (CH4) and 30% and 50% of carbon dioxide, which is recoverable in the form of energy in electricity thanks to a cogeneration engine, heat, biofuel or that can be injected into the natural gas network after a purification step then becoming biomethane.
La décomposition de la matière organique fournit également un produit riche en humus et partiellement stabilisé, appelé digestat, qu'il est ensuite possible de valoriser comme fertilisant naturel et amendement organique pour l'agriculture.The decomposition of organic matter also provides a humus-rich and partially stabilized product called digestate, which can then be used as a natural fertilizer and organic fertilizer for agriculture.
La méthanisation présente ainsi de nombreux avantages : la production locale et la vente d'électricité, de chaleur et de biométhane, la production d'un engrais renouvelable pour l'exploitation, la réalisation d'économies d'engrais grâce à une meilleure disponibilité de l'azote et du phosphore.The methanisation thus has many advantages: local production and sale of electricity, heat and biomethane, the production of a renewable fertilizer for the exploitation, the realization of fertilizer savings thanks to a better availability of nitrogen and phosphorus.
Différentes techniques de digestion existent : la digestion par voie liquide (également désignée sous le terme d'infiniment mélangé) et la digestion par voie sèche, notamment continue ou discontinue.Different digestion techniques exist: liquid digestion (also referred to as infinitely mixed) and dry digestion, including continuous or discontinuous digestion.
La digestion par voie liquide se fait généralement dans un digesteur comprenant une cuve de digestion en acier ou en béton, enterrée ou non, close hermétiquement et dont la température est maintenue soit à 37°C-39°C (régime mésophile), soit à 45-55°C (régime thermophile). La quantité de matière sèche dans la matière organique à traiter, laquelle matière organique comprend également des fluides, est généralement inférieure à 12% en poids. Le mélange à l'intérieur de la cuve est maintenu homogène grâce à un brassage continu qui a aussi pour fonction d'éviter la formation de la croûte en surface et la sédimentation des matières, et facilite également le dégazage.Liquid digestion is generally done in a digester comprising a digestion vessel made of steel or concrete, buried or not, hermetically closed and whose temperature is maintained at 37 ° C-39 ° C (mesophilic regime), or at 45-55 ° C (thermophilic diet). The amount of dry matter in the organic material to be treated, which organic material also comprises fluids, is generally less than 12% by weight. The mixing inside the tank is maintained homogeneous through a continuous stirring which also has the function of avoiding the formation of the crust on the surface and the sedimentation of materials, and also facilitates degassing.
La digestion par voie sèche continue ou discontinue se déroule en régime mésophile ou thermophile avec un temps de séjour au minimum de l'ordre de 20 jours.Continuous or discontinuous dry digestion takes place in a mesophilic or thermophilic regime with a residence time of at least 20 days.
Les matières organiques à digérer peuvent comprendre des végétaux, notamment des déchets végétaux (tontes, herbes, feuillages), bio-déchets alimentaires (biscuits, légumes,...), des lisiers ou des fumiers (paille éventuellement mélangée avec des lisiers et/ou déjections animales), par exemple des lisiers ou des fumiers de porcs, des lisiers ou des fumiers de bovins, des sous-produits agricoles, par exemple des résidus de céréales, de la menue paille, de la paille, des huiles végétales. Il a été constaté que les matières organiques à digérer dites « sèches », c'est-à-dire comprenant au moins 10% en poids par rapport à leur poids total de matières solides procurent de meilleurs rendements énergétiques. En effet, la voie liquide décrite ci-dessus engendre des coûts de fonctionnement élevés en raison des machines de pompages et des agitateurs nécessaires à son bon fonctionnement. Ce type de digestion est adapté aux très grosses productions agricoles ou collectives mais convient moins à celles de petites ou moyennes tailles.Organic matter to be digested may include plants, including vegetable waste (clippings, grasses, foliage), bio-food waste (biscuits, vegetables, ...), slurry or manure (straw possibly mixed with manure and / or or manure), for example manure or manure from pigs, slurry or manure from cattle, agricultural by-products, eg grain residues, chaff, straw, vegetable oils. It has been found that so-called "dry" organic materials, that is to say comprising at least 10% by weight relative to their total weight of solids, provide better energy yields. Indeed, the liquid channel described above generates high operating costs because of the pumping machines and agitators necessary for its proper operation. This type of digestion is suitable for very large agricultural or collective production but is less suitable for small or medium sizes.
Le digestat est stockable et épandable avec un épandeur à fumier (une table d'épandage est préconisée). De plus, les coûts d'investissements sont globalement moins élevés que par la voie humide. FR 2 481 873 et FR 2 495 887 ont pour objet des digesteurs dans lesquels la progression de la matière organique est assurée par une vis sans fin ou par des râteaux. FR 2 475 524 a pour objet un digesteur dans lequel la progression de la matière organique est assurée par des pompes aptes également à l'homogénéiser. La matière sèche de la matière organique n'est pas précisée mais doit être faible, et notamment inférieure ou égale à 10%, car elle peut être pompée de la zone de stockage pour alimenter la zone de digestion. Dans ce but, la matière organique est broyée et mélangée avec de l'eau.The digestate is storable and spreadable with a manure spreader (a spreading table is recommended). In addition, investment costs are lower overall than wet. FR 2 481 873 and FR 2 495 887 relate to digesters in which the progression of organic matter is provided by a worm or rakes. FR 2 475 524 relates to a digester in which the progression of the organic material is provided by pumps also able to homogenize it. The dry matter of the organic material is not specified but must be low, and in particular less than or equal to 10%, since it can be pumped from the storage area to feed the digestion zone. For this purpose, the organic material is ground and mixed with water.
Les digesteurs agencés pour effectuer une méthanisation par voie sèche ont pour inconvénients que les dispositifs d'acheminement de la matière organique à digérer tout au long de la zone de digestion sont soumis à un milieu très agressif (acide et ce sous une chaleur de l'ordre de 37°C au moins) de sorte que ces derniers s'usent vite et nécessitent un entretien régulier, voire leurs renouvellements, ce qui peut s'avérer coûteux. De plus, ces digesteurs sont complexes et donc coûteux à fabriquer.The digesters arranged to carry out a dry anaerobic digestion have the disadvantage that the devices for conveying the organic matter to be digested throughout the digestion zone are subjected to a very aggressive medium (acid and under a heat of order of 37 ° C at least) so that they wear out quickly and require regular maintenance, or even their renewals, which can prove expensive. In addition, these digesters are complex and therefore expensive to manufacture.
Il existe ainsi un besoin pour des digesteurs de méthanisation par voie sèche simples à mettre en oeuvre, dont la maintenance est peu coûteuse et simplifiée, et capable de s'adapter à la taille des exploitations agricoles.There is thus a need for dry methanation digesters simple to implement, whose maintenance is inexpensive and simplified, and able to adapt to the size of farms.
Objet et résumé de l'inventionObject and summary of the invention
La présente invention pallie tout ou partie des problèmes précités en ce qu'elle a pour objet selon un premier aspect un dispositif pour la méthanisation par voie sèche de matière organique, comprenant au moins un digesteur, lequel digesteur comprend avantageusement : - au moins une zone de collecte et d'alimentation de la matière organique à digérer comprenant du fumier notamment apte à tenir en tas ; - un couloir de digestion comprenant : - une zone de génération de gaz destinée à recevoir la matière organique ayant été mouillée avec un fluide, notamment ayant une température supérieure ou égale à 35°C, - une zone de collecte du gaz disposée au-dessus de la zone de génération du gaz pour collecter le biogaz produit dans la zone de génération de gaz ; - une zone d'évacuation et de stockage tampon de la matière organique digérée (digestat).The present invention overcomes all or some of the aforementioned problems in that it relates in a first aspect to a device for the dry anaerobic digestion of organic material, comprising at least one digester, which digester advantageously comprises: - at least one zone collecting and feeding the organic matter to be digested, including manure that is particularly suitable for holding in piles; a digestion corridor comprising: a gas generation zone intended to receive the organic material having been wetted with a fluid, in particular having a temperature greater than or equal to 35 ° C., a gas collection zone disposed above the gas generation zone for collecting the biogas produced in the gas generation zone; a zone of evacuation and buffer storage of the digested organic matter (digestate).
Ledit couloir de digestion comprend au moins un orifice d'admission de la matière organique à digérer pour son admission de la zone de collecte et d'alimentation dans la zone de génération de gaz, ledit orifice d'admission comprend éventuellement un dispositif de réglage de la taille de son ouverture amovible.Said digestion corridor comprises at least one inlet for the organic material to be digested for its admission from the collection and supply zone into the gas generation zone, said intake orifice possibly comprising a device for adjusting the temperature. the size of its removable opening.
Ledit couloir de digestion comprend également au moins un orifice d'évacuation de la matière organique digérée pour son évacuation de la zone de génération de gaz dans la zone d'évacuation et de stockage tampon, ledit orifice d'évacuation comprend un dispositif de fermeture et d'ouverture amovible.Said digestion corridor also comprises at least one outlet for the digested organic matter for its evacuation from the gas generation zone in the evacuation and buffer storage zone, said discharge orifice comprises a closure device and removable opening.
Avantageusement, il a été observé de manière surprenante que la matière organique brute comprenant du fumier, notamment disposée en forme de tas, arrosée avec un fluide (eau, déjections animales liquides, autres déchets organiques fluides, ou leur mélange), et ce tout en observant un taux de matière sèche élevé, adopte au fur et à mesure de sa maturation, et donc de sa digestion, un comportement rhéologique particulier lui permettant de se déplacer sous l'effet de son propre poids (déplacement gravitaire). On observe que la matière organique mouillée comprenant du fumier se comporte tel un solide en son centre et tel un liquide sur sa périphérie et donc en contact avec les parois du couloir de digestion ce qui permet son auto-déplacement.Advantageously, it has been observed, surprisingly, that the raw organic matter comprising manure, in particular arranged in the form of a pile, sprayed with a fluid (water, liquid animal waste, other organic fluid waste, or their mixture), and this while observing a high rate of dry matter, adopts as it matures, and thus its digestion, a particular rheological behavior allowing it to move under the effect of its own weight (gravity displacement). It is observed that the wet organic matter comprising manure behaves as a solid in its center and as a liquid on its periphery and therefore in contact with the walls of the digestion corridor which allows its self-movement.
Ce comportement de la matière organique n'est pas observable si cette dernière ne comprend pas de fumier et est par exemple constituée uniquement de lisiers et/ou de déjections animales et/ou de déchets verts.This behavior of the organic matter is not observable if the latter does not include manure and is for example constituted only slurry and / or animal dung and / or green waste.
Ledit au moins un digesteur selon l'invention utilise ainsi ce comportement de la matière organique mouillée avec un fluide comprenant du fumier afin d'obtenir le déplacement de cette dernière dans le digesteur entre son orifice d'admission et ledit au moins un orifice d'évacuation. Les dispositifs mécaniques d'avancement de la matière organique utilisés dans l'état de la technique, telles les vis sans fin ou les râteaux, nécessitant de l'énergie pour leur fonctionnement et coûteux pour leur maintenance, ne sont pas utiles dans le dispositif selon l'invention. Le déplacement de la matière organique mouillée avec un effluent dans le digesteur est obtenu sans l'aide de moyens mécaniques permettant son avancement.Said at least one digester according to the invention thus uses this behavior of wet organic matter with a fluid comprising manure in order to obtain the displacement of the latter in the digester between its inlet orifice and said at least one orifice of evacuation. The mechanical advance devices of the organic material used in the state of the art, such as worms or rakes, requiring energy for their operation and expensive for their maintenance, are not useful in the device according to the invention. The displacement of the wet organic matter with an effluent in the digester is obtained without the aid of mechanical means allowing its advancement.
Avantageusement, le digesteur selon l'invention peut traiter une matière organique brute qui n'a pas été au préalable broyée ou déchiquetée, en particulier qui n'a pas été mélangée avec de l'eau afin de la rendre pompable.Advantageously, the digester according to the invention can treat a raw organic material which has not been previously milled or shredded, in particular which has not been mixed with water in order to make it pumpable.
Avantageusement, le digesteur selon l'invention comprend également une zone d'évacuation et de stockage tampon en sortie du couloir de digestion afin d'évacuer régulièrement dudit couloir de digestion la matière organique digérée ou digestat. Cette zone tampon permet non seulement de maîtriser/réguler la sortie de la matière organique digérée mais également de réguler la durée de méthanisation dans le couloir de digestion puisque ce dernier ne comprend aucun dispositif de déplacement de la matière organique.Advantageously, the digester according to the invention also comprises an evacuation and buffer storage zone at the outlet of the digestion corridor in order to regularly evacuate from said digestion corridor the digested organic matter or digestate. This buffer zone not only makes it possible to control / regulate the output of the digested organic matter but also to regulate the duration of methanization in the digestion corridor since the latter does not include any device for displacing the organic matter.
On entend au sens de la présente invention par « fumier », de la paille et/ou de la menue paille, éventuellement mélangée(s) avec du lisier et/ou des déjections animales.For the purposes of the present invention, the term "manure" means straw and / or chaff, optionally mixed with manure and / or animal waste.
De préférence, la matière organique selon l'invention comprend du fumier éventuellement en mélange avec du lisier et/ou des déjections animales, en particulier issu(e)(s) des élevages bovins, porcins, ovins, volailles ou leur mélange ; et/ou des matières végétales, telles que des résidus de récolte ou autres déchets verts (tontes, feuillages, herbes,...), des déchets de céréales, de fruits et de légumes ; et/ou des déchets de l'industrie agro-alimentaire (biscuits,...) et/ou encore des collectivités (cantines,...). Encore de préférence, la matière organique selon l'invention est brute, notamment elle n'est pas broyée.Preferably, the organic material according to the invention comprises manure optionally mixed with slurry and / or animal dung, in particular derived from cattle, pigs, sheep, poultry or their mixture; and / or plant material, such as crop residues or other green waste (clippings, foliage, herbs, ...), grain, fruit and vegetable waste; and / or waste from the food industry (biscuits, ...) and / or communities (canteens, ...). Even more preferably, the organic material according to the invention is crude, in particular it is not ground.
De préférence, la matière organique selon l'invention comprend au moins 30% de fumier par rapport à sa masse totale, notamment au moins 50% de fumier par rapport à sa masse totale.Preferably, the organic material according to the invention comprises at least 30% of manure with respect to its total mass, in particular at least 50% of manure relative to its total mass.
La matière organique mouillée avec un fluide selon l'invention n'est pas apte à être pompée car elle est trop riche en fibres, et présente un taux de matière sèche importantThe organic material wetted with a fluid according to the invention is not suitable for being pumped because it is too rich in fibers, and has a significant dry matter content
Le taux de matière sèche est calculé en rapportant la masse totale de la matière organique mouillée par un fluide (par exemple prélevée dans le couloir de digestion) sur la masse totale de matière sèche. La masse totale de la matière sèche peut être obtenue après avoir séché pendant plusieurs heures, notamment 6h à 100°C en étuve, la matière organique mouillée.The dry matter content is calculated by relating the total mass of wet organic matter with a fluid (for example taken from the digestion corridor) over the total mass of dry matter. The total mass of the dry matter can be obtained after drying for several hours, including 6 hours at 100 ° C in an oven, the organic material wet.
De préférence, ledit fluide est de l'eau ou comprend des lisiers et/ou des déjections animales, notamment issus des élevages bovins, porcins, volailles ou ovins, ou encore leur mélange, et/ou des fluides issus de l'industrie agroalimentaire, ces derniers pouvant être mélangés avec de l'eau.Preferably, said fluid is water or comprises manure and / or animal dung, especially from cattle, pig, poultry or sheep farms, or their mixture, and / or fluids from the agri-food industry, these can be mixed with water.
De préférence, la matière organique est mouillée, notamment arrosée, par ledit fluide ayant une température supérieure ou égale à 30°C, encore de préférence supérieure ou égale à 35°C.Preferably, the organic material is wetted, especially watered, by said fluid having a temperature greater than or equal to 30 ° C, more preferably greater than or equal to 35 ° C.
Le mode de digestion selon l'invention peut être mésophile ou thermophile.The digestion mode according to the invention can be mesophilic or thermophilic.
De préférence, la matière organique comprenant du fumier selon l'invention tient en tas lorsqu'elle est disposée dans la zone de collecte et d'alimentation préalablement à son arrosage par un fluide. De préférence, la matière organique est disposée sous forme de dôme dans ladite zone de collecte et d'alimentation puis arrosée jusqu'à ce que ledit tas, en particulier le dôme, s'abaisse.Preferably, the organic matter comprising manure according to the invention holds in a pile when it is placed in the collection and feeding zone prior to its watering with a fluid. Preferably, the organic material is dome-shaped in said collection and feeding zone and then watered until said pile, in particular the dome, is lowered.
De préférence, le taux de matière sèche de la matière organique, mouillée par un effluent, et apte à se déplacer de façon gravitaire présente un taux de matière sèche supérieure ou égale à 12%, encore de préférence supérieure ou égale à 15%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 18%.Preferably, the dry matter content of the organic matter, wetted by an effluent, and able to move in a gravitational manner has a solids content greater than or equal to 12%, more preferably greater than or equal to 15%, still more preferably greater than or equal to 18%.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de fermeture et d'ouverture, comprend un volet apte à pivoter autour d'un axe (F) sensiblement parallèle à l'axe de déplacement (D) de la matière organique dans le couloir de digestion. De préférence, l'axe de déplacement (D) de la matière organique dans le couloir de digestion est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (L) dudit couloir de digestion.According to one embodiment, the closure and opening device comprises a flap adapted to pivot about an axis (F) substantially parallel to the axis of displacement (D) of the organic material in the digestion corridor. Preferably, the axis of displacement (D) of the organic material in the digestion corridor is substantially parallel to the longitudinal axis (L) of said digestion corridor.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de fermeture et d'ouverture amovible comprend un organe de fermeture, par exemple une lame guillotine, apte fermer ledit au moins un orifice d'évacuation, éventuellement lesdits deux ou trois orifices d'évacuation alignés verticalement (décrits ci-après), en se déplaçant selon une direction transversale, notamment perpendiculaire, à l'axe de déplacement (D) de la matière organique mouillée, en particulier perpendiculairement à l'axe longitudinale (L) du couloir de digestion.According to another embodiment, the removable closing and opening device comprises a closing member, for example a guillotine blade, capable of closing said at least one discharge orifice, possibly said two or three vertically aligned discharge orifices. (Described below), moving in a transverse direction, especially perpendicular to the axis of displacement (D) of the wet organic material, in particular perpendicular to the longitudinal axis (L) of the digestion corridor.
Ledit dispositif peut être une vanne guillotine à fermeture rapide.Said device can be a quick-closing guillotine valve.
Selon un premier mode de réalisation, la zone d'évacuation et de stockage tampon comprend également un orifice de sortie de la matière organique digérée (digestat), éventuellement pourvue d'un dispositif de fermeture et d'ouverture amovible, notamment identique au dispositif de fermeture et d'ouverture amovible dudit au moins un orifice d'évacuation du couloir de digestion.According to a first embodiment, the evacuation and buffer storage zone also comprises an exit orifice of the digested organic matter (digestate), optionally provided with a device for closing and removable opening, in particular identical to the device for closing and removable opening of said at least one discharge port of the digestion corridor.
Selon un second mode de réalisation, éventuellement combiné avec le premier mode de réalisation, la zone d'évacuation et stockage tampon est une fosse pourvue éventuellement d'un élément de toit amovible.According to a second embodiment, possibly combined with the first embodiment, the evacuation and buffer storage area is a pit optionally provided with a removable roof element.
La matière organique mouillée par ledit fluide est digérée pendant au moins 20 jours dans le couloir de digestion.The organic material wetted by said fluid is digested for at least 20 days in the digestion corridor.
De préférence, le biogaz produit comprend environ de 40% à 70% en volume de méthane, de 30% à 50% en volume de dioxyde de carbone, en particulier des traces d'hydrogène sulfuré et d'eau.Preferably, the biogas produced comprises about 40% to 70% by volume of methane, 30% to 50% by volume of carbon dioxide, especially traces of hydrogen sulfide and water.
Selon un mode de réalisation, le biogaz produit est épuré pour produire un biogaz comprenant au moins 97% en volume de méthane.According to one embodiment, the biogas produced is purified to produce a biogas comprising at least 97% by volume of methane.
Le biogaz produit comprenant du méthane à plus de 90% en volume est ensuite compressé, puis odorisé afin de le rendre perceptible olfactivement. Ce biogaz ainsi traité peut ainsi fournir les réseaux d'alimentation classiques en gaz naturel (type GrDF).The biogas produced comprising methane with more than 90% by volume is then compressed, then odorized to make it perceptible olfactory. This biogas thus treated can thus provide conventional natural gas supply networks (GrDF type).
Le digestat produit conserve les éléments fertilisants, et donc un potentiel humifère important.The digestate produced retains the nutrients, and therefore a significant humus potential.
Ledit dispositif de méthanisation comprend des moyens de collecte et de stockage du biogaz produit.The said anaerobic digestion device comprises means for collecting and storing the biogas produced.
Le couloir de digestion, et éventuellement la zone d'évacuation et de stockage tampon, comprend/comprennent des moyens de collecte et d'acheminement du biogaz vers une zone de stockage du biogaz.The digestion corridor, and possibly the evacuation and buffer storage zone, comprises / comprise means for collecting and conveying the biogas to a biogas storage zone.
Dans une variante, le couloir de digestion comprend au moins une cloison de séparation disposée dans ledit couloir de digestion afin de former au moins deux chambres de digestion en liaison fluidique l'une avec l'autre, ladite cloison de séparation comprend éventuellement des moyens de chauffage pour le chauffage de la matière organique, notamment à une température supérieure ou égale à 35°C.In a variant, the digestion corridor comprises at least one separation wall disposed in said digestion corridor in order to form at least two digestion chambers in fluid connection with each other, said separating partition possibly comprising means for heating for heating the organic material, especially at a temperature greater than or equal to 35 ° C.
De préférence, lesdites chambres de digestion sont disposées en parallèle entre lesdits orifices d'admission et d'évacuation du couloir de digestion.Preferably, said digestion chambers are arranged in parallel between said intake and discharge ports of the digestion corridor.
Ladite cloison de séparation permet d'améliorer le chauffage de la matière organique à digérer, et ce de façon homogène. La matière organique est en effet difficile à chauffer de manière homogène car elle comprend des végétaux, telle que la paille, qui sont connus pour être des matériaux isolants thermiquement.Said partition makes it possible to improve the heating of the organic matter to be digested, and this in a homogeneous manner. The organic material is indeed difficult to heat homogeneously because it includes plants, such as straw, which are known to be thermally insulating materials.
Cette cloison crée également du cisaillement sur la matière organique ce qui favorise son brassage.This partition also creates shear on the organic material which promotes its mixing.
Dans une variante, le couloir de digestion comprend des parois latérales gauche et droite et une paroi de fond, et ledit dispositif de méthanisation comprend un moyen de raclement d'au moins l'une desdites parois latérales et de fond disposé librement. De préférence, le moyen de raclement comprend au moins une grille disposée librement dans la matière organique et se déplaçant le long du couloir de digestion, de préférence dans au moins une chambre de digestion, sous l'effet du déplacement libre de la matière organique.In a variant, the digestion corridor comprises left and right side walls and a bottom wall, and said anaerobic digestion device comprises a means for scraping at least one of said free-standing side and bottom walls. Preferably, the scraper means comprises at least one grid freely disposed in the organic material and moving along the digestion corridor, preferably in at least one digestion chamber, under the effect of the free displacement of the organic material.
Ledit moyen de raclement peut être disposé dans la zone de collecte et de stockage puis entraîné par la matière organique comprenant du fumier et mouillée à travers l'orifice d'admission dudit couloir de digestion puis dans ce dernier, notamment dans l'une desdites chambres de digestion, voire dans les deux chambres de digestion à la fois lorsque le moyen de raclement comprend deux grilles reliées dans leurs parties supérieures telles que décrites ci-après.Said scraping means may be disposed in the collection and storage zone and then driven by the organic matter comprising manure and wetted through the inlet of said digestion lane and then in the latter, in particular in one of said chambers. digestion, or in both digestion chambers at a time when the scraping means comprises two grids connected in their upper parts as described below.
Ce moyen de raclement, en particulier lorsqu'il s'agit d'une grille a pour effets d'homogénéiser l'avancement de la matière organique dans le couloir de digestion et d'éviter que la matière organique ne colle aux parois latérales et de fond du couloir ou encore à la cloison de séparation. Ladite au moins une grille permet également de dégazer la matière organique.This scraping means, in particular when it is a grid has the effect of homogenizing the progress of organic matter in the digestion corridor and to prevent organic matter from sticking to the side walls and bottom of the corridor or at the partition wall. Said at least one grid also allows degassing the organic material.
Selon un mode de réalisation, les parois latérales gauche et droite sont parallèles selon tout ou partie de leur longueur et/ou convergent selon une partie de leur longueur vers l'orifice d'évacuation. Cette dernière disposition favorise le cisaillement de la matière organique mouillée et donc son homogénéisation.According to one embodiment, the left and right side walls are parallel along all or part of their length and / or converge along part of their length towards the discharge orifice. This latter arrangement promotes the shearing of wet organic matter and thus its homogenization.
De préférence, le moyen de raclement est dimensionné par rapport aux dimensions du couloir de digestion, et notamment par rapport à celles desdites chambres de digestion, en sorte de racler les parois latérales et de fond du couloir de digestion, et notamment au moins l'une des parois de la cloison de séparation.Preferably, the scraping means is dimensioned with respect to the dimensions of the digestion corridor, and in particular with respect to those of said digestion chambers, so as to scrape the side and bottom walls of the digestion corridor, and in particular at least one of one of the walls of the partition wall.
De préférence, le moyen de raclement comprend deux grilles reliées dans leurs parties supérieures par un bras, lequel bras en fonctionnement se déplace au-dessus de la cloison de séparation, chaque chambre de digestion recevant une grille.Preferably, the scraping means comprises two grids connected in their upper parts by an arm, which operating arm moves over the partition wall, each digestion chamber receiving a grid.
De préférence, le moyen de raclement, en particulier chaque grille selon l'invention, comprend une partie supérieure et une partie inférieure montées sur un ressort de rappel en sorte d'être maintenues l'une contre l'autre au repos et d'être aptes à s'écarter l'une de l'autre sous l'effet d'une contrainte jusqu'à tenir dans un même plan en pivotant autour de l'axe transversale séparant la partie supérieure de la partie inférieure.Preferably, the scraping means, in particular each grid according to the invention, comprises an upper part and a lower part mounted on a return spring so as to be held against each other at rest and to be able to move apart from one another under the effect of a constraint until it fits in the same plane by pivoting about the transverse axis separating the upper part of the lower part.
De préférence, les ouvertures de la grille ont au moins une dimension supérieure à un centimètre.Preferably, the openings of the grid have at least one dimension greater than one centimeter.
De préférence, le dispositif selon l'invention comprend au moins deux moyens de raclement, encore de préférence au moins quatre moyens de raclement.Preferably, the device according to the invention comprises at least two scraping means, more preferably at least four scraping means.
De préférence, le dispositif de méthanisation comprend au moins un moyen de raclement disposé librement dans une chambre de digestion délimitée au moins en partie par la cloison de séparation.Preferably, the anaerobic digestion device comprises at least one scraper means freely disposed in a digestion chamber delimited at least in part by the partition wall.
Dans une variante, le dispositif de méthanisation comprend des moyens de chauffage disposés dans au moins l'une desdites parois latérales et de fond et/ou la cloison de séparation, et comprend un module de cogénération configuré pour être alimenté au moins en partie par le biogaz produit dans la zone de collecte et pour alimenter en chaleur lesdits moyens de chauffage.In a variant, the methanation device comprises heating means disposed in at least one of said side and bottom walls and / or the partition wall, and comprises a cogeneration module configured to be powered at least in part by the biogas produced in the collection zone and for supplying heat to said heating means.
De préférence, le module de cogénération comprend un moteur entraînant un alternateur-générateur de courant électrique. De préférence, le moteur de cogénération est un moteur à gaz.Preferably, the cogeneration module comprises a motor driving an alternator-generator of electric current. Preferably, the cogeneration engine is a gas engine.
Dans une variante, le dispositif de méthanisation comprend une ouverture d'admission dudit au moins un moyen de raclement, disposée à proximité dudit orifice d'admission du couloir de digestion, et une ouverture de récupération dudit au moins un moyen de raclement, disposée près dudit au moins un orifice d'évacuation du couloir de digestion. L'entretien du couloir de digestion est ainsi facilité puisque l'opérateur peut récupérer les moyens de raclement pour leur nettoyage via ladite ouverture de récupération et/ou insérer de nouveaux moyens de raclement par ladite ouverture d'admission, sans ouvrir totalement ledit couloir de digestion et donc perturber la digestion, et notamment ôter totalement l'élément de toit du couloir de digestion.In a variant, the anaerobic digestion device comprises an inlet opening of said at least one scraper means, disposed close to said digestion corridor inlet orifice, and an opening for recovering said at least one scraper means, disposed near said at least one discharge port of the digestion corridor. The maintenance of the digestion corridor is thus facilitated since the operator can recover the scraping means for cleaning them via said recovery opening and / or insert new scraping means through said admission opening, without completely opening said passageway. digestion and thus disrupt digestion, and in particular completely remove the roof element from the digestion corridor.
Dans une variante, la partie supérieure du couloir de digestion est fermée à l'aide d'un élément de toit de manière amovible, de préférence lesdites ouvertures d'admission et de récupération des moyens de raclement sont disposées dans ledit élément de toit.In a variant, the upper part of the digestion corridor is closed by means of a roof element removably, preferably said inlet and recovery openings of the scraper means are disposed in said roof element.
Dans une variante, la zone de collecte et d'alimentation, le couloir de digestion, et la zone d'évacuation et de stockage tampon, sont au moins partiellement enterrés, de préférence totalement enterrées.In a variant, the collection and feeding zone, the digestion corridor, and the evacuation and buffer storage zone are at least partially buried, preferably completely buried.
De préférence, la zone de collecte et d'alimentation, le couloir de digestion, la cloison de séparation, et la zone d'évacuation et de stockage tampon sont au moins en partie en béton, ledit béton est de préférence isolé thermiquement afin de limiter les pertes de chaleur. L'enterrement au moins partiel desdites zones du dispositif de méthanisation et du couloir de digestion limitent également les pertes de chaleur.Preferably, the collection and feeding zone, the digestion corridor, the partition wall, and the evacuation and buffer storage zone are at least partly made of concrete, the said concrete is preferably thermally insulated so as to limit heat losses. At least partial burial of said areas of the methanization device and the digestion corridor also limit the heat losses.
Dans une variante, le dispositif de méthanisation comprend selon une portion déterminée de la longueur du couloir de digestion, une zone d'évent laquelle est recouverte par au moins une membrane imperméable au biogaz, de préférence ladite membrane est recouverte d'une membrane de protection.In a variant, the anaerobic digestion device comprises, according to a determined portion of the length of the digestion corridor, a vent zone which is covered by at least one biogas impermeable membrane, preferably said membrane is covered with a protective membrane. .
Ladite zone d'évent permet au gaz de s'échapper en cas d'explosion en créant une zone de « faiblesse » orientée dans le dispositif de méthanisation. La ou les membrane(s) superposée(s) se déchirera/déchireront sous l'effet de l'explosion sans endommager le restant de la structure du dispositif de méthanisation.Said vent zone allows the gas to escape in case of explosion by creating a zone of "weakness" oriented in the methanation device. The membrane (s) superimposed (s) will tear / tear under the effect of the explosion without damaging the rest of the structure of the methanization device.
Ladite zone d'évent s'étend sur au moins un tiers de la longueur du couloir de digestion.Said vent zone extends over at least one third of the length of the digestion corridor.
Dans une variante, le couloir de digestion comprend au moins deux, de préférence au moins trois, orifices d'évacuation, alignés verticalement.In a variant, the digestion corridor comprises at least two, preferably at least three, discharge orifices aligned vertically.
Cette disposition permet avantageusement une sortie de manière homogène de la matière organique digérée.This arrangement advantageously allows an homogeneous outlet of the digested organic matter.
Dans une variante, la zone d'évacuation et de stockage tampon comprend un orifice de sortie de la matière organique s'étendant du fond de ladite zone d'évacuation et de stockage tampon pourvu d'un dispositif de fermeture et d'ouverture amovible, notamment tel que déjà décrit dans le présent texte.In a variant, the evacuation and buffer storage zone comprises an exit orifice of the organic material extending from the bottom of said evacuation and buffer storage zone provided with a removable closure and opening device, particularly as already described in this text.
Cette disposition facilite la sortie et donc l'évacuation de la matière organique digérée en évitant que cette dernière ne sédimente en certains endroits de la zone d'évacuation et de stockage tampon.This arrangement facilitates the exit and thus the evacuation of the digested organic matter by preventing the latter from sedimenting in certain areas of the evacuation and buffer storage area.
Dans une variante, le dispositif de méthanisation comprend au moins deux digesteurs, lesdits deux digesteurs ayant au moins une paroi latérale commune.In a variant, the methanation device comprises at least two digesters, said two digesters having at least one common sidewall.
Cette disposition favorise les économies d'énergie pour le chauffage de la matière organique. Par ailleurs, l'entretien du dispositif selon l'invention est facilité puisqu'il est possible d'accéder à un couloir de digestion sans stopper le travail d'un autre couloir de digestion parallèle.This arrangement promotes energy savings for the heating of organic matter. Moreover, the maintenance of the device according to the invention is facilitated since it is possible to access a digestion corridor without stopping the work of another parallel digestion corridor.
Enfin, cette disposition permet de s'adapter à la taille des exploitations agricoles ou équivalentes, en particulier si leurs productions de matières organiques ne sont pas constantes.Finally, this provision makes it possible to adapt to the size of agricultural holdings or equivalent, particularly if their organic production is not constant.
Les couloirs de digestion sont de préférence disposés en parallèle.The digestion corridors are preferably arranged in parallel.
La présente invention a pour objet selon un second aspect de l'invention un procédé de méthanisation par voie sèche de matière organique comprenant avantageusement les étapes définies ci-après, mises en œuvre à l'aide du dispositif de méthanisation décrit en référence selon un premier aspect de l'invention : a) une étape de collecte et d'alimentation de la matière organique à digérer comprenant du fumier, notamment pouvant tenir en tas pour la formation d'un tas de matière organique, tel un dôme, dans une zone de collecte et d'alimentation ; et b) une étape d'arrosage de la matière organique disposée dans la zone de collecte et d'alimentation à l'aide d'un fluide, notamment ayant une température supérieure ou égale à 30°C, encore de préférence supérieure ou égale à 35°C; et c) une étape de transfert de la matière organique de la zone d'alimentation et de collecte vers un couloir de digestion ayant un orifice d'admission de la matière organique et au moins un orifice d'évacuation de la matière organique, l'avancée de la matière organique dans le couloir de digestion entre les orifices d'admission et d'évacuation est obtenue par le déplacement gravitaire de la matière organique, le couloir de digestion comprenant un dispositif de fermeture et d'ouverture amovible dudit au moins un orifice d'évacuation; et d) ledit couloir de digestion comprend en outre une zone de génération de gaz destinée à recevoir la matière organique ayant été mouillée avec un fluide et une zone de collecte du gaz disposée au-dessus de la zone de génération du gaz dans ledit couloir de digestion pour collecter le biogaz produit dans la zone de génération de gaz; et e) une étape de collecte du biogaz produit; et f) une étape de transfert de la matière organique digérée (digestat) du couloir de digestion vers une zone d'évacuation et de stockage tampon.The subject of the present invention is, according to a second aspect of the invention, a process for the dry anaerobic digestion of organic material advantageously comprising the steps defined below, carried out using the methanisation device described by reference according to a first aspect of the invention: a) a step of collecting and feeding the organic matter to be digested, comprising manure, in particular able to hold in a heap for the formation of a heap of organic matter, such as a dome, in a zone of collection and feeding; and b) a step of irrigating the organic material disposed in the collection and supply zone with the aid of a fluid, in particular having a temperature greater than or equal to 30 ° C., more preferably greater than or equal to 35 ° C; and c) a step of transferring organic matter from the feed and collection zone to a digestion lane having an organic matter inlet and at least one organic matter discharge port; advanced organic matter in the digestion corridor between the inlet and outlet ports is obtained by the gravitational displacement of the organic material, the digestion corridor comprising a device for closing and removable opening of said at least one orifice discharge; and d) said digestion lane further comprises a gas generation zone for receiving organic material having been wetted with a fluid and a gas collection zone disposed above the gas generation zone in said lane of gas. digestion to collect the biogas produced in the gas generation zone; and e) a step of collecting the produced biogas; and f) a step of transferring the digested digestate from the digestion lane to an evacuation and buffer storage area.
De préférence, la matière organique disposée dans la zone de collecte et d'alimentation, notamment en forme de dôme, est arrosé à l'aide d'un fluide, en particulier jusqu'à abaissement du tas, notamment du dôme, c'est-à-dire jusqu'à ce que la zone affleurant à la surface du tas et orientée vers l'arrosage soit sensiblement plane, la matière organique mouillée par le fluide contenant trop de matière sèche et de fibres pour pouvoir être pompée.Preferably, the organic material disposed in the collection and feeding zone, in particular in the form of a dome, is sprinkled with a fluid, in particular until the pile is lowered, in particular the dome. that is to say until the area flush with the surface of the pile and directed towards watering is substantially flat, the organic material wetted by the fluid containing too much dry matter and fibers to be pumped.
Dans une variante, le biogaz produit alimente un moteur de cogénération générant de l'électricité et de la chaleur, ladite chaleur étant utilisée comme moyen de chauffage d'au moins l'une desdites parois du couloir de digestion, de préférence des parois latérales et de fond, et/ou comme moyen de chauffage de ladite cloison de séparation du couloir de digestion.In a variant, the biogas produced feeds a cogeneration engine generating electricity and heat, said heat being used as a means for heating at least one of said walls of the digestion corridor, preferably sidewalls and bottom, and / or as a means of heating said partition wall of the digestion corridor.
La présente invention a pour objet, selon un troisième aspect, une installation comprenant un dispositif de méthanisation selon l'une quelconque des variantes de réalisation en référence à un premier aspect, ladite installation comprend en outre des moyens de collecte et d'acheminement automatisés de la matière organique à méthaniser de l'élevage vers ladite zone de collecte et d'alimentation du dispositif de méthanisation.The object of the present invention is, according to a third aspect, an installation comprising an anaerobic digestion device according to any one of the variant embodiments with reference to a first aspect, said installation furthermore comprises automated collection and conveyance means of the organic material to be methanized from the farm to said collection and feeding zone of the methanation device.
Ces moyens de collecte et d'acheminement automatisés de la matière organique à méthaniser comprenant du fumier sont connus de l'homme du métier, et peuvent comprendre des systèmes, tels des râcloirs couplés avec des systèmes automatiques à pistons, chargés de récupérer la matière organique comprenant du fumier pour l'acheminer par exemple sur un convoyeur jusqu'à ladite zone de collecte et d'alimentation.These means for automatically collecting and conveying the organic material to be methanized, comprising manure, are known to those skilled in the art, and may include systems, such as scrapers coupled with automatic piston systems, responsible for recovering organic matter. comprising manure to convey it for example on a conveyor to said collection and feeding area.
Avantageusement, la matière organique est collectée directement dans le bâtiment d'élevage pour être acheminée vers la zone de collecte et d'alimentation de façon automatisée.Advantageously, the organic matter is collected directly in the livestock building to be routed to the collection and feeding area in an automated manner.
Les définitions et différentes variantes de réalisation décrites en référence à un premier aspect et/ou à un second aspect selon l'invention s'applique(nt) au troisième aspect selon l'invention.The definitions and various embodiments described with reference to a first aspect and / or a second aspect according to the invention apply (s) to the third aspect according to the invention.
Description détaillée des dessinsDetailed description of the drawings
La présente invention sera mieux comprise à la lecture des exemples de réalisation décrits ci-après et cités à titre non limitatifs, illustrés par les figures suivantes annexées à la présente, et dans lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique et vue de dessus d'un premier exemple de dispositif de méthanisation selon l'invention ; - La figure 2 est une représentation schématique selon le plan de coupe II-II représenté à la figure 1 du premier exemple de dispositif de méthanisation ; - La figure 3 est une représentation schématique, vue de dessus, d'un second exemple de dispositif de méthanisation selon l'invention.The present invention will be better understood on reading the exemplary embodiments described hereinafter and cited by way of non-limiting example, illustrated by the following figures appended hereto, and in which: FIG. 1 is a schematic representation and a view from above a first example of methanization device according to the invention; FIG. 2 is a diagrammatic representation along the section plane II-II shown in FIG. 1 of the first example of an anaerobic digestion device; FIG. 3 is a diagrammatic representation, seen from above, of a second example of an anaerobic digestion device according to the invention.
Description détaillée des exemples de réalisationDetailed description of the examples of embodiment
Le premier exemple de dispositif de méthanisation 1 par voie sèche de matière organique 2 selon l'invention, représenté aux figures 1 et 2, comprend un digesteur 3 comprenant une zone de collecte et d'alimentation 4 de la matière organique 2 à digérer, notamment apte à tenir en tas, un couloir de digestion 5 et une zone d'évacuation et de stockage tampon 7 de la matière organique digérée formant un digestat 9. Ledit couloir de digestion 5 comprend une zone de génération de gaz 11 destinée à recevoir la matière organique 2 ayant été mouillée avec un fluide et une zone de collecte du gaz 12 disposée au-dessus de la zone de génération du gaz 11 dans ledit couloir de digestion 5 pour collecter le biogaz produit dans la zone de génération de gaz 11. Ledit couloir de digestion 5 comprend également au moins un orifice d'admission 13 de la matière organique 2 à digérer pour son admission de la zone d'alimentation et de collecte 4 dans la zone de génération de gaz 11, ledit orifice d'admission 13 comprenant éventuellement un dispositif de réglage de la taille de son ouverture amovible. Dans cet exemple précis, il n'y a pas de tel dispositif de réglage de la taille de l'ouverture de l'orifice d'admission 13. Ledit couloir de digestion 5 comprend en outre trois orifices d'évacuation 14, alignés verticalement, de la matière organique digérée 9 pour son évacuation de la zone de génération de gaz 11 dans la zone d'évacuation et de stockage tampon 7, lesdits orifices d'évacuations 14 comprenant un dispositif de fermeture et d'ouverture amovible 15 permettant la fermeture ou l'ouverture simultanée desdits trois orifices 14 ou de manière différenciée. Cette disposition permet avantageusement une sortie de manière homogène de la matière organique digérée.The first example of a dry methanization device 1 of organic material 2 according to the invention, represented in FIGS. 1 and 2, comprises a digester 3 comprising a collection and feed zone 4 of the organic material 2 to be digested, in particular adapted to hold in a heap, a digestion lane 5 and an evacuation and buffer storage area 7 of the digested organic matter forming a digestate 9. Said digestion lane 5 comprises a gas generation zone 11 intended to receive the material organic 2 having been wetted with a fluid and a gas collection zone 12 disposed above the gas generation zone 11 in said digestion corridor 5 to collect the biogas produced in the gas generation zone 11. Said corridor digestion device 5 also comprises at least one inlet 13 of the organic material 2 to be digested for admission of the feed and collection zone 4 into the generation zone z 11, said admission orifice 13 optionally comprising a device for adjusting the size of its removable opening. In this specific example, there is no such device for adjusting the size of the opening of the inlet orifice 13. Said digestion passage 5 further comprises three discharge orifices 14, aligned vertically, digested organic matter 9 for its evacuation from the gas generating zone 11 in the evacuation and buffer storage zone 7, said evacuation orifices 14 comprising a removable closure and opening device 15 allowing the closure or simultaneous opening of said three orifices 14 or differentially. This arrangement advantageously allows an homogeneous outlet of the digested organic matter.
Selon un mode de réalisation, la zone d'évacuation et de stockage tampon 7 comprend également un orifice de sortie 8 de la matière organique digérée 9 (digestat) pourvue d'un dispositif de fermeture et d'ouverture amovible 10, notamment identique au dispositif de fermeture et d'ouverture amovible 15 dudit au moins un orifice d'évacuation 14 du couloir de digestion 5. L'orifice de sortie 8 de la matière organique digérée 9 s'étend du fond 7c de ladite zone d'évacuation et de stockage tampon 7. Cette disposition facilite la sortie et donc l'évacuation de la matière organique digérée 9 en évitant que cette dernière ne sédimente en certains endroits de la zone d'évacuation et de stockage tampon 7.According to one embodiment, the evacuation and buffer storage zone 7 also comprises an exit orifice 8 of the digested organic matter 9 (digestate) provided with a device for closing and removable opening 10, in particular identical to the device closing and removable opening 15 of said at least one discharge orifice 14 of the digestion lane 5. The outlet orifice 8 of the digested organic matter 9 extends from the bottom 7c of said evacuation and storage zone buffer 7. This arrangement facilitates the exit and therefore the evacuation of the digested organic matter 9, preventing the latter from sedimenting in certain areas of the evacuation and buffer storage zone 7.
Le couloir de digestion 5 comprend une cloison de séparation 16 disposée dans ledit couloir de digestion 5 afin de former au moins deux chambres de digestion 17,18 en liaison fluidique l'une avec l'autre, laquelle cloison de séparation 16 comprend des moyens de chauffage pour le chauffage de la matière organique 2.The digestion lane 5 comprises a partition wall 16 disposed in said digestion lane 5 in order to form at least two digestion chambers 17, 18 in fluid connection with one another, which partition wall 16 comprises means of separation. heating for heating organic matter 2.
Le couloir de digestion 5 est défini par des parois latérales gauche 5a et droite 5b et une paroi de fond 5c, et comprend au moins un moyen de raclement 19 d'au moins l'une desdites parois latérales 5a,5b ou de fond 5c disposé librement. Dans cet exemple précis, le digesteur 17,18 comprend six moyens de raclement 19, c'est-à-dire trois par chambre de digestion (17,18). Chaque moyen de raclement 19 est une grille 20 disposée librement dans la matière organique 2 et se déplace le long du couloir de digestion 5, et donc dans la chambre de digestion (17,18) le recevant, sous l'effet du déplacement libre de la matière organique 2. Dans une variante non représentée, le moyen de raclement 19 comprend deux grilles 20 reliées dans leurs parties supérieures par un bras de liaison, de sorte que dans la configuration représentée à la figure 2, les grilles 20 appairées se déplacent dans le couloir de digestion, une grille par chambre de digestion pour une paire de grilles. De préférence, dans cette variante, chaque grille comprend une partie supérieure et une partie inférieure montées sur des moyens de rappel en sorte que les grilles dans leur position repliée, correspondant à la position dans laquelle les parties supérieure et inférieure sont l'une contre l'autre, puissent être introduites dans la zone de collecte et d'alimentation 4 à l'entrée de l'orifice d'admission 13 tel que représenté en pointillés à la figure 2. Puis, sous l'effet du déplacement de la matière organique, les parties supérieure et inférieure de chaque grille s'écartent et se déploient dans un même plan correspondant à une position dépliée.The digestion corridor 5 is defined by left side walls 5a and 5b and a bottom wall 5c, and comprises at least one scraper means 19 of at least one of said side walls 5a, 5b or bottom 5c arranged freely. In this specific example, the digester 17, 18 comprises six scraping means 19, that is to say three per digestion chamber (17, 18). Each scraping means 19 is a grid 20 disposed freely in the organic material 2 and moves along the digestion corridor 5, and therefore in the digestion chamber (17, 18) receiving it, under the effect of the free movement of organic material 2. In a variant not shown, the scraping means 19 comprises two grids 20 connected in their upper parts by a connecting arm, so that in the configuration shown in Figure 2, the paired grids 20 move in the digestion corridor, a grid per digestion chamber for a pair of grids. Preferably, in this variant, each grid comprises an upper part and a lower part mounted on return means so that the grids in their folded position, corresponding to the position in which the upper and lower parts are against each other. other, can be introduced into the collection and feeding zone 4 at the inlet of the inlet orifice 13 as shown in dotted lines in FIG. 2. Then, under the effect of the displacement of the organic matter , the upper and lower portions of each grid deviate and unfold in the same plane corresponding to an unfolded position.
Le digesteur 3 comprend des moyens de chauffage disposés dans au moins l'une desdites parois latérales 5a,5b et de fond 5c et/ou la cloison de séparation 16, ici dans chacune des parois latérales 5a,5b et de fond 5c. Le digesteur 3 comprend un module de cogénération (non représenté) comprenant un moteur de cogénération configuré pour être alimenté au moins en partie par le biogaz produit dans la zone de collecte 12 et pour alimenter en chaleur lesdits moyens de chauffage.The digester 3 comprises heating means arranged in at least one of said side walls 5a, 5b and bottom 5c and / or the partition wall 16, here in each of the side walls 5a, 5b and bottom 5c. The digester 3 comprises a cogeneration module (not shown) comprising a cogeneration engine configured to be fed at least in part by the biogas produced in the collection zone 12 and to supply heat to said heating means.
Le digesteur 3 comprend éventuellement une ouverture d'admission 21 des moyens de raclement 19, disposée à proximité dudit orifice d'admission 13 du couloir de digestion 5, et une ouverture de récupération 22 desdits moyens de raclement 19, disposée près de l'orifice d'évacuation 14 du couloir de digestion 5.The digester 3 optionally comprises an inlet opening 21 of the scraping means 19, disposed near said intake port 13 of the digestion lane 5, and a recovery opening 22 of said scraper means 19, disposed near the orifice evacuation 14 of the digestion corridor 5.
La partie supérieure du couloir de digestion 5 est fermée de manière étanche à l'aide d'un élément de toit 24 apte à fermer de manière amovible ledit couloir de digestion 5. Lesdites ouvertures d'admission 21 et de récupération 22 des moyens de raclement 19 sont disposées dans ledit élément de toit 24.The upper part of the digestion lane 5 is closed in a leaktight manner by means of a roof element 24 adapted to removably close said digestion lane 5. Said inlet and recovery openings 21 and 22 of the scraper means 19 are arranged in said roof element 24.
La hauteur de la cloison de séparation 16 est inférieure à la hauteur de l'élément de toit 24 en sorte de ménager un espace dans lequel le bras de liaison du moyen de raclement 19 reliant les grilles appairées 20 puissent être éventuellement reçu.The height of the partition wall 16 is less than the height of the roof element 24 so as to provide a space in which the connecting arm of the scraper means 19 connecting the paired grids 20 can be optionally received.
De préférence, la zone de collecte et d'alimentation 4, le couloir de digestion 5, et la zone de stockage tampon 7 sont en béton, notamment isolé thermiquement, et sont enterrés.Preferably, the collection and feeding zone 4, the digestion corridor 5, and the buffer storage zone 7 are made of concrete, in particular thermally insulated, and are buried.
Tel que cela est visible à la figure 2, le digesteur 3 comprend selon une portion a déterminée de la longueur L du couloir de digestion 5, une zone d'évent 25 laquelle est recouverte par au moins une membrane imperméable au biogaz 26. A titre d'exemple, et de manière purement indicative et non limitative, la longueur L peut être d'environ 25 mètres, la hauteur H peut être d'environ 4-5 mètres et la hauteur h peut être d'environ 2 mètres. La taille d'un des orifices d'évacuation 14 peut être de l'ordre de 60 cm de diamètre.As can be seen in FIG. 2, the digester 3 comprises, according to a determined portion a of the length L of the digestion lane 5, a vent zone 25 which is covered by at least one membrane impervious to the biogas 26. As a for example, and purely indicative and not limiting, the length L may be about 25 meters, the height H may be about 4-5 meters and the height h may be about 2 meters. The size of one of the discharge orifices 14 may be of the order of 60 cm in diameter.
En fonctionnement, la matière organique 2 comprenant du fumier est tout d'abord collectée et alimentée dans la zone de collecte et d'alimentation 4, de préférence en sorte de former un tas, notamment ayant une forme de dôme. Puis, la matière organique 2 est arrosée à l'aide d'un fluide, notamment ayant une température supérieure ou égale à 35°C, en particulier jusqu'à écroulement du tas. La matière organique 2 ainsi mouillée est admise par l'orifice d'admission 13 dans le couloir de digestion 5, en particulier dans la zone de génération 11, et donc dans les deux chambres de digestion (17,18) disposées en parallèle. Les parois latérales gauche 5a et droite 5c, la paroi de fond 5c, et la cloison de séparation 16 sont chauffées en sorte que la matière organique 2 soit également chauffée, de préférence à une température supérieure ou égale à 35°C, en particulier au moins de l'ordre de 37°C. Le chauffage du couloir de digestion 5 est alimenté en tout ou partie par le module de cogénération (non représenté) alimenté en tout ou partie par le biogaz produit par le dispositif de méthanisation 1. La matière organique 2 mouillée est transférée sous l'effet de son propre poids entre les orifices d'admission 13 et d'évacuation 14 dans le couloir de digestion 5 selon l'axe (D), lequel est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (L) du couloir de digestion 5. Le dispositif de fermeture et d'ouverture 15 ferme les orifices d'évacuation 14. La matière organique 2, mouillée avec ledit fluide, est digérée pendant au moins 20 jours dans le couloir de digestion 5, le gaz produit est collecté dans la zone de collecte du gaz 11 par l'intermédiaire du conduit 28 représenté à la figure 2, lequel est indirectement relié au module de cogénération. Lorsque la matière organique 2 se déplace, elle entraîne les grilles 20 permettant le nettoyage des parois 5a,5b,5c du couloir de digestion 5 ainsi que celles de la cloison de séparation 16 mais aussi l'homogénéisation de la matière organique 2 et son dégazage. L'opérateur peut facilement enlever les grilles 20 via l'ouverture de récupération 22 et/ou en ajouter via l'ouverture d'admission 21 de ces dernières ou encore par la zone de stockage et d'alimentation 4.In operation, the organic material 2 comprising manure is firstly collected and fed into the collection and feeding zone 4, preferably so as to form a pile, in particular having a dome shape. Then, the organic material 2 is sprayed with a fluid, especially having a temperature greater than or equal to 35 ° C, in particular until collapse of the pile. The organic matter 2 thus wetted is admitted through the inlet orifice 13 in the digestion corridor 5, in particular in the generation zone 11, and therefore in the two digestion chambers (17, 18) arranged in parallel. The left and right side walls 5a and 5c, the bottom wall 5c, and the partition wall 16 are heated so that the organic material 2 is also heated, preferably at a temperature greater than or equal to 35.degree. less than 37 ° C. The heating of the digestion corridor 5 is supplied in whole or in part by the cogeneration module (not shown) supplied in whole or in part by the biogas produced by the methanation device 1. The wet organic material 2 is transferred under the effect of its own weight between the inlet ports 13 and discharge 14 in the digestion corridor 5 along the axis (D), which is substantially parallel to the longitudinal axis (L) of the digestion corridor 5. The device The organic material 2, wetted with said fluid, is digested for at least 20 days in the digestion lane 5, the product gas is collected in the gas collection zone. 11 via conduit 28 shown in Figure 2, which is indirectly connected to the cogeneration module. When the organic material 2 moves, it causes the grids 20 for cleaning the walls 5a, 5b, 5c of the digestion lane 5 and those of the partition wall 16 but also the homogenization of the organic material 2 and its degassing . The operator can easily remove the grids 20 via the recovery opening 22 and / or add via the inlet opening 21 of the latter or by the storage and supply area 4.
Lorsque la matière organique est digérée, le digestat 9 est évacué par les orifices d'évacuation 14 vers la zone tampon de stockage 7, après ouverture du dispositif de fermeture et d'ouverture 15, lequel dispositif 15 comprend un organe de fermeture, par exemple une lame guillotine, apte à fermer les trois orifices d'évacuation, en se déplaçant selon une direction transversale, notamment perpendiculaire, à l'axe de déplacement (D) de la matière organique 2 mouillée, en particulier perpendiculairement à l'axe longitudinale (L) du couloir de digestion 5.When the organic matter is digested, the digestate 9 is discharged through the discharge orifices 14 to the storage buffer zone 7, after opening of the closure and opening device 15, which device 15 comprises a closure member, for example a guillotine blade, adapted to close the three discharge orifices, moving in a transverse direction, in particular perpendicular to the axis of displacement (D) of the wetted organic material 2, in particular perpendicularly to the longitudinal axis ( L) of the digestion corridor 5.
Une fois la zone de stockage tampon 7 remplie du digestat 9, le dispositif de fermeture et d'ouverture 10 est ouvert ce qui permet de récupérer le digestat 9. La zone de stockage tampon 7 permet de contrôler le déplacement de la matière organique 2 et donc l'avancée de la matière organique 2 dans le couloir de digestion 5 et son degré de digestion en l'absence de moyens mécaniques d'avancée de la matière organique 2. La zone d'évacuation et de stockage tampon 7 permet également de contrôler la poussée de la matière organique 2 mouillée sur les parois du couloir de digestion et de celles de la cloison de séparation 16 en ouvrant les orifices d'évacuation 14.Once the buffer storage area 7 is filled with the digestate 9, the closing and opening device 10 is open, which makes it possible to recover the digestate 9. The buffer storage zone 7 makes it possible to control the displacement of the organic material 2 and therefore the advance of the organic material 2 in the digestion corridor 5 and its degree of digestion in the absence of mechanical means for advancing the organic material 2. The evacuation and buffer storage zone 7 also makes it possible to control the thrust of the organic material 2 wetted on the walls of the digestion corridor and those of the partition wall 16 by opening the evacuation orifices 14.
Le second exemple de dispositif de méthanisation 35 représenté à la figure 3 comprend trois digesteurs 36,37,38 selon l'invention, en particulier identique au digesteur 3 du premier exemple de dispositif 1 représenté et décrit ci-dessus.The second example of an anaerobic digestion device 35 shown in FIG. 3 comprises three digesters 36, 37, 38 according to the invention, in particular identical to the digester 3 of the first exemplary device 1 represented and described above.
Les trois digesteurs 36,37,38 sont montés en parallèle. Le digesteur central 37 comprend deux parois latérales communes 37a,37b avec les digesteurs externes 36,38. Ce dispositif de méthanisation 35 permet d'économiser de la chaleur, et donc de l'énergie, et de réguler l'alimentation en matière organique selon le nombre de digesteur en fonctionnement.The three digesters 36, 37, 38 are connected in parallel. The central digester 37 comprises two common sidewalls 37a, 37b with external digesters 36,38. This anaerobic digestion device 35 saves heat, and therefore energy, and regulates the supply of organic matter according to the number of digesters in operation.
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